不銹鋼管已成為美國近25年建成的城市廢水處理廠(WWTP)的標(biāo)準(zhǔn)用材。20世紀(jì)60年代后期以來,美國有1600多座城市建廢水處理廠,它們都使用了不銹鋼曝氣管、消化池氣體管道和污泥輸送管道,以及不銹鋼移動橋、閥門、池子、螺栓、扶手和其它設(shè)備。最初選用不銹鋼替代鍍鋅和涂漆碳鋼是為了降低維修和更換成本,這些材料維修和更換成本較高是因為它們的耐蝕性差。
低碳鋼種304L和316L用于焊接結(jié)構(gòu)。使用這些低碳鋼種的目的是在焊后不經(jīng)過熱處理的情況下耐晶腐蝕。碳含量較高的鋼號可以使強度略有提高,主要用于閥桿和泵軸,這些部件不需要焊接,較高強度可以使設(shè)計優(yōu)化。含鉬不銹鋼耐局部腐蝕性能較好,最好是用于侵蝕性比較強的環(huán)境或是為了防止隨時可能發(fā)生的意外情況達到更保險的效果。相應(yīng)鋼種的鑄造產(chǎn)品具有耐腐蝕性和類似的機械性能。
304/304L和316/316L不銹鋼是目前城市廢水處理設(shè)備中篩子、沉砂池、溢流堰、螺栓、移動橋、曝氣池、消化池和污泥管道的主要材料,在過去的20多年中,根據(jù)國際鎳公司進行的現(xiàn)場試驗,這些材料已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)的建造材料。304和316不銹鋼的重量損失腐蝕速度<0.1密耳/年。腐蝕速度<0.1密耳/年表明這種材料的有效壽命有希望超過20年。這些非常低的腐蝕速度意味著在設(shè)計不銹鋼設(shè)備時不必在壁厚上留有“腐蝕余量”,但對于碳鋼和球墨鑄鐵必須留有腐蝕余量。所以使用不銹鋼在重量/材料方面可以節(jié)省得多。
不銹鋼的使用性能
試驗和使用經(jīng)驗表明,304和316型不銹鋼具有以下優(yōu)點:
(1)耐大氣腐蝕鋼中添加鉻提高了耐腐蝕性。使不銹鋼“不生銹”所需鉻的含量可以根據(jù)含量變化鋼的重量損耗而定。鉻含量大于和等于12.5%的鋼種在海洋性大氣下曝露25年后,重量損耗相當(dāng)小。這些“純鉻”不銹鋼(鐵素體和馬氏體)和表面層有一層銹蝕層,在很多外觀顯得特別重要的大氣環(huán)境中不宜使用。相反含鎳8%~10%的奧氏體鋼種304和316的耐蝕性更強,在大氣中暴露許多年后表面仍然光澤如初。消化池中產(chǎn)生的H2S氣體滲透到廢水處理設(shè)備的許多部位,加速了銅合金、鋁和碳鋼腐蝕。在潮濕的H2S中,304和316不銹鋼的腐蝕速度<0.1密耳/年(<0.0025mm/年)。這樣的腐蝕速度可忽略不計。304L不銹鋼是消化池氣體管道的標(biāo)準(zhǔn)用材,而且使用效果良好。雖然人們并不想讓鋼曝露于濕氯氣中,但是在氯氣貯存區(qū)附近通風(fēng)不好的有限位置,管子外表確實發(fā)現(xiàn)幾處一般點蝕。304L和316L不銹鋼在濕氯氣蓄積和冷凝的不通風(fēng)大氣環(huán)境下易生銹和發(fā)生一般點蝕。適當(dāng)通風(fēng)可以消除這些現(xiàn)象,也可以對不銹鋼表面進行定期噴水清洗,可以使生銹和點蝕減至最少。
(來源:不銹鋼)